基于階躍測試的連續(xù)系統(tǒng)辨識方法研究.pdf

1、辨識出被控對象的傳遞函數(shù)模型不僅對我們了解系統(tǒng)特性、調(diào)整控制器參數(shù)非常重要,而且是大部分控制器設(shè)計方法的前提。在實際工業(yè)過程中,太復(fù)雜的測試信號是不被允許的。而階躍信號是比較簡單、容易實現(xiàn)且應(yīng)用最廣泛的一種測試信號,因此,基于階躍測試的連續(xù)系統(tǒng)辨識方法研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。純滯后現(xiàn)象廣泛存在于化工過程中,且對系統(tǒng)的控制效果有著重大的影響。本文主要針對階躍信號作為測試信號的情況,圍繞帶純滯后環(huán)節(jié)過程的參數(shù)估計問題,在查閱文獻研

2、究前人成果的基礎(chǔ)上,深入研究了基于階躍測試的帶純滯后環(huán)節(jié)的連續(xù)系統(tǒng)辨識方法。論文的主要內(nèi)容為:
　　1、針對階躍信號及階躍響應(yīng)的特殊性,歸納敘述了階躍信號作為系統(tǒng)辨識實驗的測試信號時系統(tǒng)的可辨識性問題、經(jīng)典的代表點法及時域數(shù)據(jù)向頻域信息轉(zhuǎn)化的方法。
　　2、以近年來基于多次積分思想的時域魯棒性辨識方法思路為指導(dǎo),提出了一種針對帶純滯后的積分過程參數(shù)辨識改進方法。首先,通過拉普拉斯逆變換,將系統(tǒng)的傳遞函數(shù)形式輸出轉(zhuǎn)換為帶指數(shù)函

3、數(shù)的時域表達式;然后,利用指數(shù)函數(shù)的積分特性,通過對所得時域表達式兩端的時間積分及替換指數(shù)部分,得到線性回歸方程;最后,利用最小二乘算法估計出模型參數(shù)。仿真實驗驗證了該改進方法的有效性。
　　3、圍繞頻域響應(yīng)參數(shù)化問題,針對帶純滯后的連續(xù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型提出了一種新的頻域迭代算法—首先,利用一階泰勒展開將純滯后環(huán)節(jié)線性化,重新組合等式的各個部分得到新的線性回歸方程;然后,使用最小二乘法估計出模型的各個參數(shù);最后,通過迭代算法減小線

4、性化誤差并得到最終的模型參數(shù)。通過計算被辨識對象的頻域響應(yīng),該算法成功的被拓展到了閉環(huán)辨識和分散結(jié)構(gòu)控制器的多變量系統(tǒng)辨識上。仿真實驗表明,所提出的方法收斂速度非常快,而且能夠非常有效的對模型參數(shù)進行優(yōu)化。
　　綜上所述,圍繞基于階躍測試的連續(xù)系統(tǒng)辨識方法這一課題,本論文分別從時域和頻域的角度展開論述,并提出了新的參數(shù)辨識方法。大量的仿真實驗驗證了本論文所提出方法的可行性。階躍信號作為測試信號非常契合實際過程工業(yè)中的應(yīng)用條件要求,